Межосевой дифференциал принцип работы: Принцип работы межосевого дифференциала | I4CAR

Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить…

Главная \ Это интересно \ Все, что вы хотели узнать о дифференциалах, но боялись спросить…

по материалам журналов «4х4Club» (7-8`99) и «5 Колесо» (11`99)

Что такое дифференциал
Принудительная блокировка
Самоблокирующиеся дифференциалы
• Дисковая блокировка
• Вязкостная блокировка
• Винтовая блокировка
• Кулачковая блокировка
• Особенности управления
Межосевой дифференциал и его блокировки
• Подключаемый передний мост

Что такое дифференциал

Дифференциал — это устройство, распределяющее поток мощности от двигателя к другим элементам трансмиссии. В автомобиле с приводом на одну ось используется только один дифференциал, межколесный, в полноприводном их целых три — два межколесных и межосевой. 

Рассмотрим для примера классический дифференциал (в отличие от блокируемых, его называют «открытым» или «свободным»). Он устанавливается в картере главной передачи и получает крутящий момент от ее ведомой шестерни. В коробке дифференциала расположены конические шестерни-сателлиты. Они входят в зацепление с шестернями, закрепленными на полуосях, а те, в свою очередь, вращают ведущие колеса. При движении по ровной и прямой дороге угловые скорости колес одинаковы, и сателлиты не вращаются вокруг своей оси. Во время поворота или движения по неровностям, когда колеса правого и левого борта проходят разный путь, сателлиты начинают вращаться и перераспределять крутящий момент.

Главная передача заднего моста ВАЗ-2101:
1 – фланец карданного вала;
2 – сальник;
3 – маслоотражательное кольцо;
4 – передний подшипник ведущей шестерни;
5 – задний подшипник ведущей шестерни;
6 – регулировочное кольцо;
7 – опорное кольцо шестерни полуоси;
8 – шестерня полуоси;
9 – сателлит;
10 – палец сателлитов;
11 – ведомая шестерня главной передачи;
12 – коробка дифференциала;
13 – болт крепления стопора регулировочной гайки;
14 – стопор регулировочной гайки;
15 – подшипник коробки дифференциала;
16 – регулировочная гайка ведомой шестерни;
17 – болт крепления ведомой шестерни к фланцу коробки дифференциала;
18 – ведущая шестерня главной передачи;
19 – картер редуктора главной передачи;
20 – распорная втулка;
21 – шайба;
22 – гайка ведущей шестерни заднего моста.

Существует простая формула, отражающая связь между частотами вращения коробки дифференциала и полуосевых шестерен. Если через а1 и а2 обозначить частоты вращения полуосевых шестерен, а через а — частоту вращения коробки дифференциала, то: а = (а1+а2)/2. Формула показывает, что если одно из колес автомобиля неподвижно, то другое колесо вращается с удвоенной частотой. Если одно из двух ведущих колес попадает на скользкую поверхность дороги (мокрый асфальт, масляные пятна, лед), сопротивление его вращению резко падает, уменьшается и сцепление с дорогой, а значит, колесо не в состоянии иметь необходимую силу тяги. Такое колесо начнет быстрее вращаться и пробуксовывать. К другому ведущему колесу, имеющему достаточное сцепление с дорогой, будет подводиться такой же крутящий момент, как и к буксующему. Имея возможность образовать большую силу тяги, второе колесо не сможет этого сделать потому, что дифференциал передаст ему только половину крутящего момента от главной передачи. Если сопротивление движению автомобиля превысит силу тяги у небуксующего колеса, то машина не сможет двигаться. Частота вращения буксующего колеса резко возрастет, а второе колесо остановится. Возникнет буксование автомобиля. Попытка водителя повысить силу тяги на колесах за счет увеличения подачи топлива приведет только к увеличению частоты вращения одного из колес. В такой ситуации проявляется существенный недостаток обычного дифференциала, снижающего проходимость автомобиля как на скользких дорогах, так и на грунтах, оказывающих большое сопротивление качению колес (пeсок, снег, распутица). 

Принудительная блокировка

На автомобилях, предназначенных для движения по бездорожью, приходится устанавливать дифференциалы специальных конструкций. Блокировки Часто применяют дифференциалы с принудительной блокировкой. В них водитель с помощью специального привода (чаще всего пневматического) останавливает на время вращение сателлитов, и колeca автомобиля начинают вращаться с одинаковой скоростью. Следует учесть, что автомобиль с заблокированным дифференциалом на извилистой дороге расходует больше топлива и у него происходит интенсивный износ шин. Как только взаимный поворот колес на общей оси с заблокированным дифференциалом будет больше, чем это допускает упругая деформация шин, произойдет буксование колес, продолжающееся до тех пор, пока какое-либо колесо на неровности не оторвется от дороги. Это говорит о том, что водитель не должен забывать выключать блокировку дифференциала после преодоления тяжелого участка. В ряде конструкций предусмотрена его автоматическая разблокировка или ограничение возможности включения блокировки по скорости.

Самоблокирующиеся дифференциалы

Для упрощения процесса управления применяются так называемые самоблокирующиеся дифференциалы. В настоящее время, в основном, используют четыре вида блокировок: дисковая (фрикционная, повышенного трения, LSD), вязкостная (вискомуфты) и винтовая (червячная). В самых современных разработках используются электронные системы контроля проскальзывания колес, основанные на применении датчиков вращения и использовании штатных тормозов (как правило, эти системы совмещаются с антиблокировочными и противопробуксовочными).

Дисковая блокировка

Существуют две наиболее характерные конструкции дифференциалов с фрикционными муфтами. В первом применяют одну, во втором — две муфты. В первом случае фрикционная дисковая муфта 1 введена между одной из полуосей и коробкой дифференциала. Бронзовые диски установлены в шлицах гильзы 2, связанной с коробкой дифференциала, стальные диски сидят на шлицах полуоси 3. Диски прижимаются друг к другу пружинами 4. Когда оба колеса испытывают одинаковое сопротивление, весь дифференциал вращается как одно целое и трение в муфте 1 отсутствует.

Вторая конструкция представляет из себя дифференциал повышенного трения с двойными фрикционными муфтами, получивший широкое распространение на американских автомобилях. В этой конструкции крестовина заменена двумя отдельными, пересекающимися под прямым углом осями 5 сателлитов 6. Оси 5 имеют возможность перемещаться одна относительно другой как в осевом, так и в угловом направлении, для чего их концы имеют скосы соответственно А и Б, которыми они опираются на коробку 9 дифференциала. Кроме того, в дифференциал введены промежуточные чашки 7, так же как и полуосевые шестерни, надетые на шлицы полуосей. При невращающихся сателлитах усилие к полуосям передается как и в простом дифференциале. При вращении сателлитов последние будут сдвигать концевые скосы осей 5 так, что усилие на фрикционную муфту 8, передаваемое через чашку 7, будет увеличиваться для отстающей полуоси и уменьшаться для оси, вращающейся быстрее. При этом величина подтормаживающего момента не будет постоянной, как в дифференциале с одной дисковой муфтой, а будет пропорциональна моменту, передаваемому колесами. 

Для нормальной работы такого дифференциала требуется использование специального трансмиссионного масла для LSD или соответствующих присадок к обычному маслу. Кроме того, со временем возникает необходимость регулировки из-за износа дисков.

Вязкостная блокировка

Принцип ее действия такой же, как у дисковой. Гидравлическая муфта состоит из большого числа дисков с липкими рабочими поверхностями. Благодаря свойствам особой вязкой жидкости на силиконовой основе отвердевать при нагреве диски передают крутящий момент в зависимости от разности частот вращения входных и выходных валов. Нагрев происходит, когда одна полуось начинает вращаться быстрее другой. Характерной особенностью конструкции является то, что в случае длительного буксования колес блокирующая муфта с вязкой жидкостью работает вначале мягко, а затем происходит значительный рост эффективности блокировки. В затвердевшем силиконе диски получают жесткое зацепление и полуоси блокируются. Вискомуфты не требуют обслуживания и считаются весьма надежными, однако для их продолжительной работы необходимо сохранение полной герметичности устройства. 

Винтовая блокировка

Принцип ее действия таков: в обычном режиме винты (или червяки, как их называют из-за характерной формы) свободно обкатываются вокруг центральной шестерни. В случае изменения момента винты проскальзывают в крайнее положение и фиксируются в эксцентричных пазах. Когда момент выравнивается, винты возвращаются в исходное положение. Момент срабатывания винтовых блокировок определяется профилем винтов. Такие дифференциалы мало подвержены износу (срок службы сопоставим со сроком коробки или классического дифференциала), а масло используется обычное трансмиссионное.

Кулачковая блокировка

Такая блокировка срабатывает при возникновении разности в скоростях вращения колес. Рассмотрим пример реализации дифференциала от компании Tractech. В корпусе дифференциала между парами корончатых шестерен установлены поворотные кулачки. В обычных условиях они не участвуют в работе, но, как только одно их колес начинает пробуксовывать (т.е., вращаться существено быстрее другого), кулачки поворачиваются и пары шестерен входят в зацепление, обеспечивая тем самым полную блокировку. Блокировка выключается, когда буксующее колесо прекратит проскальзывание. Этот тип дифференциалов также довольно долговечен и не требует специальных масел.

Особенности управления

Управление автомобилем, оборудованным самоблокирующимся межколесным дифференциалом имеет некоторые особенности. В частности, автомобиль в повороте на скользком покрытии может обладать избыточной поворачиваемостью, при слишком интенсивном разгоне на смешанном покрытии возможен увод в сторону от предполагаемой траектории и т.д. Особенно это касается разработок, предлагаемых в качестве дополнительного оборудования третьими фирмами. Однако грамотное использование свойств таких дифференциалов позволяет уверенно перемещаться в сложных дорожных условиях, и существенно повышает проходимость вне дорог. 

Межосевой дифференциал и его блокировки

При отсутствии межосевого разделения мощности (межосевого дифференциала или отключающего механизма) необходимо отключить передний мост, чтобы стало возможно вращение передних и задних колес с разными угловыми скоростями. По условиям движения требуется, чтобы колеса как переднего и заднего мостов, так и колеса одного моста могли вращаться с разной частотой и проходить различные пути. Особенно характерно это для поворотов: передние колеса при повороте проходят большее расстояние, чем задние. На изменение пути колес влияют различные факторы: скольжение шин, их углы увода, давление воздуха, нагрузка на колеса, кинематика подвески. При этом очевидно, что соотношение между путями, проходимыми колесами переднего и заднего мостов, также меняется во время движения. Это обстоятельство исключает возможность применения разных передаточных чисел в главных передачах мостов для компенсации разности проходимых путей.

Колеса разных осей автомобиля, кинематически жестко связанные одно с другим, имеют при вращении одинаковые угловые скорости. На твердой поверхности дороги при движении автомобиля с приводом на все колеса (при отсутствии межосевого дифференциала) могут возникнуть условия, при которых колеса разных осей будут стараться двигаться с различными линейными скоростями, а жесткая мехаческая связь между ними станет преградой к достижению этого. При прямолинейном движении описанное явление может быть вызвано, например, разностью радиусов качения связанных между собой колес. Качение колес в этом случае должно сопровождаться относительным перемещением точек площадки контакта шины по поверхности дороги (со скольжением или буксованием). Подобное же возможно и при одинаковых радиусах качения, но при движении по дороге с неровной поверхностью или на повороте. Возникающее в этих условиях скольжение или 6yксовaние шин сопровождается увеличеным их износом, износом механизмов трансмиссии и непроизводительной затратой энергии двигателя на движение автомобиля. Для того чтобы колеса катились без вредных сопровождающих явлений в трансмиссии, кроме дифференциалов межколесных устанавливают дифференциалы межосевые.

Однако, в условиях внедорожного движения автомобиль может лишиться подвижности в тот момент, когда колеса одного из мостов потеряют сцепление с дорогой и начнут буксовать. В такой ситуации дифференциал обычного типа будет не в состоянии передать требуемую для движения величину крутящего момента задним колесам, опирающимся на твердый грунт. Для избежания этого на внедорожниках устанавливают межосевые дифференциалы с принудительной блокировкой. Примером подобного конструктивного решения может служить «Нива» ВА3-2121, оснащенная раздаточной коробкой с принудительно блокируемым межосевым дифференциалом. 

Блокировкой пользуется водитель автомобиля для преодоления труднопроходимого участка дороги. При возвращении на шоссе межосевой дифференциал необходимо разблокировать. В современных конструкциях, кроме механического, применяются и другие приводы (пневматический, гидравлический, электрический), при этом сам процесс включения сводится к простому нажатию кнопки на панели. 

Следующим шагом стало появление самоблокирующихся межосевых дифференциалов. Принципы их работы сходны с межколесными, но условия и задачи несколько другие. Так, при поворотах машины забегающим относительно корпуса дифференциала всегда будет вал, передающий момент на управляемую ось, что определяется кинематикой поворота машины с колесной формулой 4х4. Исходя из этого, при забегании приводного вала управляемого моста коэффициент блокировки желательно иметь невысоким, а при забегании (буксовании) неуправляемого моста — несколько большим. Такой дифференциал называют самоблокирующимся с несимметричными блокирующими свойствами.

В настоящее время на легковых внедорожниках широко используются межосевые дифференциалы с автоматической блокировкой с помощью гидравлической муфты с вязкой жидкостью. Они обеспечивают оптимальную силу тяги во всех условиях движения, в связи с чем отпадает необходимость в принудительной блокировке. Есть у них и другие преимущества. Этот узел предохраняет трансмиссию от перегрузки, которая может возникнуть, например, при внезапном ударе колеса.Дифференциал, автоматически блокирующийся гидравлической муфтой с вязкой жидкостью, чутко реагирует на состояние дорожной поверхности и обеспечивает более равномерную скорость автомобиля, а также уменьшает вероятность его застревания. При торможении межосевой дифференциал такого типа предотвращает блокировку колеса одного моста относительно колеса другого, приводящую к потере устойчивости. К тому же перераспределение избыточной тормозной силы с одной пары колес на другую значительно сокращает тормозной путь и сохраняет полный контроль над машиной.

Рассмотрим, как работает автоматически блокируемый межосевой дифференциал фирмы GKN с гидравлической муфтой. Изменение момента трения в ней рассчитано так, чтобы при маневрировании на поверхности с хорошими сцепными свойствами ( асфальт, бетон и т.д.) имелся малый момент трения между выходными валами. С ростом разности частот их вращения трение между звеньями муфты значительно возрастает. Блокировка с помощью муфты с вязкой жидкостью происходит точно в соответствии с распределением крутящего момента в межосевом дифференциале.

Испытания подтвердили, что распределение моментов между передними и задними колесами обеспечивает почти нейтральную поворачиваемость автомобиля. По легкости вождения и безопасности полноприводные автомобили с таким приводом превосходят даже переднеприводные легковые автомобили. Однако, при всех достоинствах такого рода блокировки, необходимо отметить, что фактическое включение блокировки после начала пробуксовки колес, характерное для вискомуфты, существенно снижает шансы на успешное преодоление серьезных внедорожных препятствий в виде слабого грунта, грязи или снега, поскольку буксующее колесо способно быстро зарываться. В результате возможностей автомобиля даже с заблокированным межосевым дифференциалом может оказаться недостаточно для самостоятельного выезда. 

Подключаемый передний мост

Очень многие производители внедорожников используют схему с подключаемым передним мостом (так называемый part time 4WD). В этом случае межосевой дифференциал, как правило, отсутствует, и в режиме полного привода между мостами устанавливается жесткая кинематическая связь. Производители рекомендуют подключать передний мост только в сложных дорожных условиях, когда колеса склонны к пробуксовке. Продолжительное движение в таком режиме по дорогам с твердой поверхностью вызывает повышенный износ шин и трансмиссии (в частности, в раздатках с цепной передачей перегружается цепь), повышенный расход топлива, а также ухудшает управляемость на высоких скоростях. Для избежания этих отрицательных последствий многие контрукции предусматривают не только отключение переднего моста, но и отсоединение передних колес от полуосей. Для этого применяются колесные хабы (муфты свободного хода), которые могут быть автоматическими и ручными, рассоединение полуосей при помощи электрического или пневматического привода и т.д.

Как работает блокировка межосевого дифференциала

Главенствующей функцией трансмиссии является передача вращения от мотора на ведущие колеса и регулирование передаточного числа. Стандартная трансмиссия включает редуктор, КПП, а также карданную передачу.

При движении по прямой такой системы достаточно – вращение колес осуществляется в одном скоростном диапазоне. Но при выполнении манеров, колеса движутся по разным радиусах, проходя разные расстояния. Соответственно, часть из них может буксовать. Также этот эффект повышает нагрузку на составляющие трансмиссии, увеличивает риск повреждения элементов привода.

Чтобы этого не возникло, в систему трансмиссии добавляется дифференциальный узел. Если говорить простым языком, как работает дифференциал, то он замедляет внутренние колеса и ускоряет внешние. Таким образом исключается пробуксовка и другие негативные последствия этого эффекта.

Основные разновидности дифференциальных узлов

Дифференциалы классифицируются на 2 вида, исходя из места монтажа:

• межколесные;
• межосевые.

Первый тип применяется на транспортных средствах, имеющих одну ведущую ось. На машинах с задним приводом дифференциал монтируется на редуктор. На транспорте с передним приводом дифференциал подключается напрямую к КПП.

Межосевым дифференциалом комплектуется только полноприводный транспорт. Он обеспечивает оптимальное распределение вращения между осями при перемещении по дороге с неровной поверхностью. На полноприводных автомобилях обычно используется комбинация из разных дифференциальных узлов.

Особенности функционирования узла

Дифференциалы делают на базе планетарного редуктора. Они состоят из шестерней ведущего и ведомого типов, сателлитов и корпуса.

Ведомые шестеренки бывают с одинаковым или разным количеством зубьев. Первые называются симметричными, за счет пропорционального распределения вращения между валами. Вторые (ассиметричные) выполняют распределение по заданным значениям.

Симметричные шестеренки устанавливают на межколесные дифференциалы, ассиметричные – на межосевые.

Принцип работы дифференциала:

1. На прямой траектории движения все колеса получают идентичное сопротивление от дороги. Вращение от КПП подается на главное колесо редуктора. Параллельно с ним крутится корпус дифференциального узла. Саттелиты передают крутящий момент на шестерни управляемого типа в идентичном соотношении, оставаясь неподвижными по отношению к собственным осям.
2. Во время проворачивания внутренние колеса подвергаются большему сопротивлению. Из-за этого ведомая шестеренка замедляется, а саттелиты начинают вращаться на осях. Движение саттелитов способствует росту скорости вращения наружного колеса.

Благодаря дифференциалу, общий крутящий момент не меняется, а равномерно распределяется между колесами.

Блокировка дифференциала

Дифференциал имеет существенный недостаток. Если сопротивление на каком-то колесе пропадает, то происходит резкий скачок угловой скорости. В результате вращение подается только на это колесо. Из-за этого происходит остановка второго колеса. Как итог – машина обездвиживается.

Для устранения этой проблемы, необходимо замедлить пробуксовывающие колесо. Для этого и используется блокировка.

Как работает блокировка дифференциала? Полная предполагает жесткое соединение корпуса дифференциала и одной из полуосей. Дифференциал попросту не может крутиться быстрее редукторной шестерни. За счет этого исключается перераспределение вращения. 

В системах с частичной блокировкой ограничиваются усилия, которые могут передаваться между узлами.

Управление блокировкой

Блокировка активно используется на межосевых и межколесных дифференциалах. Она может активироваться в автоматическом, либо же ручном режиме.

Ручная блокировка дифференциала – как работает? Она задействуется только по мере необходимости. Водитель самостоятельно выбирает, когда включать привод, в результате чего обеспечивается жесткая сцепка элементов дифференциального узла между собой.

Блокировочные приводы классифицируются на электромеханические и механизированные, а также пневматические и гидравлические.

Ручное управление предполагает соблюдение определенных правил, знание того, как работает блокировка межосевого дифференциала. Если забыть отключить блокировку дифференциала и продолжить движение при хорошем сцеплении обоих колес с дорожным покрытием, есть риск повреждения трансмиссии.

Автоматические дифференциалы

Системы этого типа называют самоблокирующимися. Они отличаются тем, что здесь блокировка осуществляется без непосредственного участия водителя.

Как работает самоблокирующийся дифференциал? Самое простое решение предполагает наличие пакета дисков. Одни диски жестко соединяются с корпусом дифференциала, другие – с осью. Также они плотно прижаты между собой.

В нормальном режиме пакет дисков вращается вместе с дифференциалом. При росте угловой скорости, часть дисков начинают вращаться быстрее. Но за счет трения, прирост угловой скорости замедляется.

У электронной блокировки межосевого дифференциала принцип работы похожий. Только здесь вместо дисков используется АБС. Если на одном из колес увеличивается угловая скорость, тормозная система автоматические замедляет его.

Автор: Алина Закордонец

Что такое межосевой дифференциал

[WapCar] В автомобиле с многоосным приводом каждая ведущая ось соединена приводным валом. Для того чтобы каждая ведущая ось могла иметь различные входные угловые скорости для устранения явления проскальзывания ведущих колес каждой оси, между ведущими осями может быть установлен межосевой дифференциал, также известный как межосевой дифференциал.

Транспортное средство движется не только по прямой линии, но и поворачивает под разными углами, когда транспортное средство движется по кривой, траектории четырех колес представляют собой четыре дуги с разными радиусами. Это заставляет четыре колеса вращаться с разной скоростью в поворотах. Если колеса могут вращаться только с одинаковой скоростью, автомобиль вообще не может поворачивать, и даже если рулевое управление будет принудительным, средняя ось будет сломана из-за разницы в скорости вращения колес. В это время необходимо установить дифференциал для реализации дифференциальной скорости, который может разлагать фиксированную скорость на выходном валу двигателя на разные скорости и передавать их на колеса.

Когда автомобиль поворачивает, радиус поворота передних колес больше, чем у задних колес с той же стороны, поэтому скорость передних колес выше, чем скорость задних колес, так что четыре колеса принимают совершенно разные маршруты. Поэтому полноприводным автомобилям необходим межосевой дифференциал для распределения крутящего момента между передней и задней осями.

Типы центральных дифференциалов: открытый центральный дифференциал, дифференциал с многодисковой муфтой, дифференциал Torsen и дифференциал с вискомуфтой.

Открытый центральный дифференциал

Открытый дифференциал — дифференциал, который не имеет ограничений и может нормально работать при повороте автомобиля, планетарный ряд не имеет никаких блокирующих устройств. Если полноприводный автомобиль оборудован тремя открытыми дифференциалами спереди, в центре и сзади, то при пробуксовке одного из колес вся мощность автомобиля будет уходить на это колесо, а остальные три колеса не смогут дотянуться до сила.

Достоинства: Особого преимущества нет, т.к. дифференциальная скорость является необходимым условием нормального вождения автомобиля;

Недостатки: В сфере внедорожников открытый дифференциал будет влиять на рельеф грунтовых дорог.

Многодисковый дифференциал сцепления

Дифференциалы с многодисковыми муфтами основаны на мокрых многодисковых муфтах для создания дифференциального крутящего момента. Этот тип системы в основном используется в качестве центрального дифференциала своевременной системы полного привода, и внутри есть два набора фрикционных дисков, один из которых является ведущим, а другой — ведомым диском. Ведущий диск связан с передней осью, а ведомый диск связан с задней осью. Два комплекта дисков погружены в специальное масло, а их комбинация и разделение зависят от электронной системы управления.

При движении по прямой скорость передней и задней осей одинакова, и нет разницы в скорости между ведущим и ведомым дисками. В это время диски разделены, и автомобиль в основном находится в переднеприводном или заднеприводном состоянии, что позволяет экономить топливо. В процессе поворота возникает разница скоростей между передней и задней осями, а также разница скоростей между ведущими и ведущими дисками. Однако, поскольку разница скоростей не соответствует заданным требованиям электронной системы, два комплекта дисков по-прежнему разделены, и в это время на рулевое управление автомобиля это не влияет.

Разность скоростей текущей задней оси превышает определенный предел, например, когда передние колеса начинают буксовать, электронная система управления будет управлять гидравлическим механизмом для сжатия многодисковой муфты. В это время ведущий и ведомый диски начинают соприкасаться, подобно комбинации сцепления, крутящий момент передается от ведущего диска к ведомому для реализации полного привода.

Условия включения и коэффициент распределения крутящего момента многодискового фрикционного самоблокирующегося дифференциала контролируются электронной системой, скорость отклика высокая. Некоторые модели также имеют функцию ручного управления «LOCK», то есть основной и ведомый диски могут поддерживать постоянное комбинированное состояние, и функция близка к состоянию блокировки полного привода профессионального внедорожника. средство передвижения. Однако фрикционная накладка может передавать не более 50% крутящего момента на заднее колесо, и фрикционная накладка перегревается и выходит из строя из-за интенсивного использования.

Преимущества: Скорость реакции очень высока и может быть объединена мгновенно; большинство моделей имеют электронное управление и не нуждаются в ручном управлении;

Недостатки: На задние колеса может передаваться не более 50% мощности, что склонно к перегреву при работе под большой нагрузкой.

Дифференциал Torsen

Название Torsen происходит от тяги с определением крутящего момента, ядром Torsen является червячная передача и система зацепления червячной передачи. Из структурного вида дифференциала Torsen вы можете увидеть двойную червячную передачу и червячную структуру, это их взаимозацепление и блокировка, а также однонаправленная передача крутящего момента от червячной передачи к червячной передаче, которая обеспечивает функцию блокировки дифференциала, которая ограничивает проскальзывание. При обычном движении по кривой передний и задний дифференциалы работают как традиционные дифференциалы, а червячная передача не влияет на разницу выходной скорости полуоси. Например, когда автомобиль поворачивает влево, колесо справа быстрее дифференциала, а скорость слева медленнее, а червячные передачи с разной скоростью влево и вправо могут близко соответствовать синхронизаторам. В это время червячная передача не заблокирована, потому что крутящий момент передается от червячной передачи к червячной передаче. При пробуксовке одного колеса играет роль червячный редуктор. Благодаря дифференциалу Torson или гидравлическому многодисковому сцеплению распределение мощности регулируется автоматически очень быстро.

При нормальном движении автомобиля корпус дифференциала Р вращается и приводит во вращение червяки 3 и 4. В это время между 3 и 4 нет относительного вращения, поэтому красная ось 1 и зеленая ось 2 вращаются с одинаковой скоростью. Когда одна ось сталкивается с большим сопротивлением, а другая ось работает на холостом ходу, например, красная ось встречает большее сопротивление, она сначала будет стоять на месте, а корпус дифференциала все еще вращается, поэтому он приводит в движение червячную передачу 4, которая катится вдоль красной оси. , 4 катится и заставляет 3 вращаться, но 3 и зеленая ось 2 обладают эффектом самоблокировки, поэтому вращение 3 не может заставить вращаться зеленую ось 2, поэтому 3 перестает вращаться. В то же время 4 также перестает вращаться, поэтому 4 может только вращать красную ось с вращением корпуса дифференциала, то есть крутящий момент распределяется на красную ось, и транспортное средство выходит из строя.

Основным устройством является центральный самоблокирующийся дифференциал, чувствительный к крутящему моменту, который может непрерывно изменять выходную мощность между передней и задней осями от 25:75 до 75:25 в зависимости от режима движения. Реакция очень быстрая, запаздывания почти нет (характеристики самоблокирующегося дифференциала, чувствительного к крутящему моменту, также были подробно проанализированы выше), а благодаря поддержке электронной программы стабилизации инициатива распределения мощности еще больше улучшается. .

Проще говоря, дифференциал Torson — это полностью автоматический чисто механический дифференциал, то есть самоблокирующийся дифференциал, не требующий управления человеком + 100% надежность + прямая передача. С определенной точки зрения, это очень сбалансированный дифференциал. дизайн.

Преимущества

: он может мгновенно обеспечивать обратную связь по разнице сопротивлений между ведущими колесами, распределять выходной крутящий момент, а характеристика блокировки является линейной, которую можно регулировать в относительно широком диапазоне выходного крутящего момента;

Недостатки: Нет полноприводного состояния; возможность повышенного трения дифференциала ограничена, и мощность не может быть полностью передана на определенное колесо.

Дифференциал с вискомуфтой

Вискомуфта дифференциала, этот дифференциал представляет собой интеллектуальное устройство, которое автоматически распределяет мощность на современных полноприводных автомобилях. Обычно устанавливается на полноприводные автомобили на базе переднего привода. Такой автомобиль обычно работает в переднеприводном режиме. Самая большая особенность вязкостной муфты заключается в том, что она может автоматически распределять мощность на заднюю ведущую ось по мере необходимости без вмешательства водителя.

Принцип работы вискомуфты чем-то похож на многодисковую муфту. На входном валу имеется множество внутренних пластин, которые вставлены во многие внешние пластины в корпусе вторичного вала и заполнены силиконовым маслом высокой вязкости. Входной вал соединен с вариаторной коробкой передач на переднем двигателе, а выходной вал соединен с задним ведущим мостом.

При обычном вождении нет разницы в скорости между передними и задними колесами, вискомуфта не работает, и мощность не распределяется на задние колеса, и автомобиль по-прежнему эквивалентен переднеприводному автомобилю.

При движении автомобиля по обледенелым и заснеженным дорогам передние колеса проскальзывают и пробуксовывают, а также возникает большая разница в скорости между передними и задними колесами. Силиконовое масло между внутренней и внешней пластинами вязкостной муфты начинает расширяться из-за тепла из-за перемешивания, что приводит к большому вязкостному сопротивлению, препятствующему относительному движению между внутренней и внешней пластинами и создающему большой крутящий момент. Таким образом мощность автоматически передается на задние колеса, и автомобиль превращается в полноприводный.

Когда автомобиль поворачивает, вискомуфта также может поглощать разницу в скорости между передними и задними колесами из-за разницы во внутреннем колесе и действовать как передний и задний дифференциал. Когда автомобиль тормозит, он также может предотвратить блокировку заднего колеса.

Преимущества: компактный размер, простая конструкция, низкая себестоимость;

Недостатки: медленная скорость отклика, малый коэффициент распределения крутящего момента, совмещение и разделение не могут управляться вручную, могут выйти из строя из-за перегрева при работе с высокой нагрузкой.

Как работает блокировка центрального дифференциала и как ею правильно пользоваться?

Блокировка межосевого дифференциала — это механизм, который поровну распределяет мощность между передней и задней осью автомобиля. Он делает это, регулируя мощность двигателя и распределяя ее между двумя осями.

Рекламные объявления

Если у вас есть автомобиль, то одна вещь, о которой вы, возможно, не подумали, это дифференциал и вся система, которая помогает в его работе.

Рекламные объявления

Например, вы когда-нибудь задумывались о том, как некоторые транспортные средства могут легко проехать по пересеченной и каменистой местности? Если вы этого не сделали, мы рассмотрим сегмент вашего автомобиля, который способствует полному приводу вашего автомобиля.

Если вы никогда не слышали о дифференциале и его основной функции, вам повезло, потому что мы собираемся углубиться в это в этой статье и не только.

Содержание

• 1 Что такое дифференциал?
• 2 Что такое блокировка межосевого дифференциала?
• 3 Принцип работы блокировки дифференциала?
• 4 Когда использовать блокировку межосевого дифференциала? (бездорожье или широкий гудрон) и почему?
  • 4. 1 Блокировка центрального дифференциала для движения по дорогам
  • 4.2 Блокировка центрального дифференциала для движения по бездорожью
• 5 Какие модели автомобилей лучше всего работают с блокировками центрального дифференциала?
  • 5.1 Ford F-150
  • 5.2 Toyota Land Cruiser 
  • 5.3 Jeep Wrangler 
• 6 Как быстро вы можете ездить с блокировкой межосевого дифференциала?
• 7 Заключение

Что такое дифференциал?

Прежде чем мы углубимся в то, что делают блокировки центрального дифференциала и как они работают, важно кратко рассмотреть, что делает дифференциал.

Дифференциал — это компонент автомобиля, который позволяет распределять мощность на разные колеса автомобиля. Чтобы транспортное средство могло вращаться, колеса транспортного средства должны вращаться с разной скоростью.

Рекламные объявления

Дифференциал является ключевым компонентом, обеспечивающим передачу мощности на разные колеса автомобиля и позволяющей колесам автомобиля вращаться с разной скоростью.

Дифференциал состоит из набора шестерен, и количество шестерен варьируется от одного типа дифференциала к другому. Эти шестерни в конечном итоге отвечают за передачу мощности от двигателя к колесам в правильной пропорции.

Дифференциал действует также при движении автомобиля по пересеченной местности. Там требуется распределение мощности, чтобы позволить транспортному средству маневрировать из-за потери тяги, связанной с труднопроходимой местностью. Из-за различных ландшафтов и потребностей вождения на рынке доступны различные типы дифференциалов.

Объявления

В зависимости от автомобиля, который у вас есть, и того, что вы хотите от автомобиля, вы можете выбрать идеальный дифференциал для себя.

Что такое блокировка центрального дифференциала?

Блокировка межосевого дифференциала — это дифференциал, который имеет те же характеристики, что и обычный дифференциал, с той лишь разницей, что он расположен и как он обеспечивает распределение мощности в автомобиле во время движения и, что наиболее важно, при выполнении поворота.

Если у вас полноприводная или полноприводная система, скорее всего, у вас есть система межосевого дифференциала. Система блокировки межосевого дифференциала распределяет крутящий момент и скорость вращения между задними и передними колесами. Вы можете узнать больше о 4WD против AWD в моем предыдущем руководстве.

Рекламные объявления

(Это означает, что вы не можете увидеть блокировку центрального дифференциала в автомобилях с приводом на 2 колеса.)

Вот почему он обычно располагается в центре трансмиссии, чтобы обеспечить баланс между потребностями в мощности на обоих концах автомобиля.

В системе блокировки межосевого дифференциала существует множество механических компонентов, а также принципов.

Принцип работы блокировки дифференциала?

Во время вождения автомобилю требуется максимально возможное сцепление с дорогой. Все колеса транспортного средства должны иметь соответствующую мощность с различными показателями мощности в зависимости от того, является ли движение прямым или выполняется поворот.

Блокировка центрального дифференциала помогает регулировать мощность, подаваемую на колеса. Рабочий механизм блокировки центрального дифференциала включает считывание входных сигналов дроссельной заслонки и углов поворота руля, прежде чем действовать.

Advertisements

При минимальном угле поворота руля, то есть когда автомобиль движется прямо, межосевой дифференциал блокируется, чтобы обеспечить равномерное распределение мощности как на переднюю, так и на заднюю часть автомобиля.

Когда водитель приближается к повороту, угол поворота рулевого колеса меняется, а вместе с ним и вход дроссельной заслонки. Эти показания приводят к открытию центрального дифференциала.

Это позволяет колесам автомобилей вращаться с разной скоростью и, по сути, позволяет машине поворачивать. Без этого транспортное средство не сможет пройти поворот.

Advertisements

После поворота и уменьшения угла поворота рулевого колеса центральный дифференциал снова начинает блокироваться.

Когда использовать блокировку межосевого дифференциала? (бездорожье или широкий гудрон) и почему?

Мы рассмотрели принцип работы блокировки межосевого дифференциала, и каким бы сложным и эффективным он ни был, вы, вероятно, задаетесь вопросом, когда лучше всего использовать автомобиль, оснащенный системой дифференциала.

Что ж, давайте посмотрим на несколько преимуществ, которые дает использование системы как на бездорожье, так и на асфальте, чтобы увидеть, насколько она эффективна в обоих случаях и где система лучше всего подходит.

Блокировка центрального дифференциала для движения по дорогам 

Одна из особенностей блокировки центрального дифференциала заключается в том, что они увеличивают сцепление с дорогой. Это означает, что ведущие колеса автомобиля получают гораздо большую мощность, если он оснащен блокировкой межосевого дифференциала по сравнению с обычной системой дифференциала.

Когда дело доходит до вождения по дорогам, скорее всего, дополнительное сцепление с дорогой вам не понадобится. Вождение по дорогам обеспечивает отличные условия для вашего автомобиля, даже если он не оснащен блокировкой межосевого дифференциала.

Если вы планируете много ездить по дорогам, нет необходимости использовать систему блокировки межосевого дифференциала.

Advertisements

Тем не менее, в некоторых случаях блокировка межосевого дифференциала будет совершенно необходима, даже если вы совершаете обычные повседневные поездки по дорогам.

В таких условиях, как снег и лед, очень важно использовать систему блокировки межосевого дифференциала.

Лед и снег затрудняют обычное вождение, а дополнительная тяга сделает его немного более терпимым.

С большим крутящим моментом, поступающим на колеса, и мощностью, направляемой в области, где это больше всего необходимо, это означает, что вы можете легко маневрировать по снегу, это основано на принципе разных скоростей вращения, для разных колес, а также разного крутящего момента. .

Если вы не планируете ездить по сильному снегу или по обледенелой дороге, вам не понадобится система блокировки межосевого дифференциала, если вы едете по дороге.

Advertisements

Существуют более дешевые и более подходящие дифференциальные механизмы для использования на дорогах, о которых мы будем говорить в этой серии.

Блокировка центрального дифференциала для движения по бездорожью

Вот для этого и существует блокировка центрального дифференциала. Система блокировки центрального дифференциала предназначена для езды по бездорожью. Мы уже указывали в статье, что блокировка межосевого дифференциала позволяет равномерно распределять мощность двигателя как на заднюю, так и на переднюю ось.

Это означает, что независимо от положения вашего автомобиля одно колесо будет двигаться спереди, а другое — сзади.

Облегчает управление автомобилем и позволяет легко преодолевать крутые склоны. При движении по местности, одновременно грязной и крутой, вам нужен привод с других концов вашего автомобиля.

Это позволит вашему автомобилю двигаться с большей мощностью, и это позволит вам с относительной легкостью управлять им.

Скользкие и грязные поверхности также идеально подходят для работы системы блокировки межосевого дифференциала.

Advertisements

Система блокировки центрального дифференциала позволяет разделить мощность между задним и передним карданными валами.

Мы уже подчеркивали, что это дает вашему автомобилю больше драйва и, безусловно, лучшую управляемость.

Лучшие случаи, когда система блокировки межосевого дифференциала не только подходит лучше всего, но и действительно необходима, когда вы едете по бездорожью.

Это также касается движения по грязным и гравийным дорогам. Если вы планируете отправиться в бездорожье, то система блокировки центрального дифференциала должна позволить вам насладиться удивительным приключением по бездорожью.

Прежде чем перейти к следующей части этого руководства, если вам интересно узнать разницу между блокировкой ступицы и блокировкой дифференциала, вы можете ознакомиться с моим предыдущим руководством о блокировке ступицы и блокировке дифференциала.

Какие модели автомобилей лучше всего работают с блокировкой межосевого дифференциала?

В настоящее время большинство грузовиков и внедорожников с системой полного или полного привода оснащены системой блокировки центрального дифференциала. Причина этого в том, что большинство этих автомобилей созданы и предназначены для маневрирования и движения по бездорожью.

 В результате необходимо убедиться, что эти автомобили поставляются с предустановленной системой блокировки межосевого дифференциала. Вот некоторые из лучших автомобилей, которые вы можете приобрести с системой блокировки межосевого дифференциала.

Объявления

Если вы знаете, что у вас есть торговец для приключений на бездорожье, то вам обязательно следует приобрести транспортное средство, которое входит в этот список.

Ford F-150

Теперь, как и ожидалось, первым в нашем списке стоит Ford F-150. Ford F-150 — это чудо, и для тех, кто не знает, он полностью оснащен системой блокировки межосевого дифференциала. .

F-150 — бесспорный король бездорожья. В автомобиле есть все, что вам нужно для пикапа, а система блокировки межосевого дифференциала является в значительной степени бонусом.

Если вы планируете отправиться в путешествие по бездорожью, F-150 изменит правила игры. Это означает, что вам не придется беспокоиться о местности или даже о том, что вы застряли в грязи или снегу. Этот зверь транспортного средства легко маневрирует вне снега, льда или грязи. Все благодаря системе блокировки центрального дифференциала и мощному двигателю.

Toyota Land Cruiser 

Toyota – одно из самых громких имен, когда речь идет о приключениях на бездорожье, особенно о серии Land Cruiser.

Последнее предложение в этой безупречной серии включает современную систему блокировки межосевого дифференциала, но столь же эффективную и мощную, как и традиционная система блокировки межосевого дифференциала.

Advertisements

Автомобиль уже поставляется с полным 4WD, по сути, система блокировки межосевого дифференциала — это всего лишь вишенка на этом удивительном торте.

Дифференциальная система на Toyota Land Cruiser является электронной и работает с активным контролем тяги, а также с системой контроля устойчивости автомобиля.

Все эти особенности делают поездку по бездорожью не только терпимой, но и захватывающей. Если и существует автомобиль, который может подарить вам удивительные впечатления от бездорожья с оттенком роскоши, то это, безусловно, Toyota Land Cruiser.

Обратной стороной этого автомобиля может быть высокая цена, но, по нашему мнению, он стоит каждой потраченной на него копейки.

Jeep Wrangler

Это не может быть список внедорожников, если мы не включаем Jeep Wrangler. Существует множество рекламных роликов, в которых Jeep Wrangler легко карабкается по скалам.

Advertisements

Способность Jeep Wrangler ползать по скалам объясняется наличием на автомобиле системы блокировки центрального дифференциала.

Jeep Wrangler поставляется со стандартным полным приводом, а благодаря системе блокировки межосевого дифференциала мощность распределяется между осями равномерно.

Это означает, что потери сцепления с дорогой не будет, а ползание по скалам будет таким же плавным, как и прежде. Если бы нам нужно было выбрать идеальный автомобиль с системой блокировки межосевого дифференциала, мы бы выбрали Jeep Wrangler.

Насколько быстро вы можете ездить с блокировкой межосевого дифференциала?

Блокировка центрального дифференциала облегчит вам выезд из грязной, обледенелой или заснеженной местности. Одна вещь, которую они не дадут вам, — это скорость.

Если у вас включена система блокировки дифференциала, то вам нужно избегать не только высоких скоростей, но и даже достаточно умеренных скоростей.

Рекомендуемая скорость, если у вас включена блокировка центрального дифференциала, составляет 25 миль в час. Вы можете превысить эту скорость, но это не рекомендуется.

Ваш автомобиль может с трудом поворачивать, что может привести к ужасным авариям. Если вы хотите увеличить скорость, рекомендуется сначала отключить блокировку центрального дифференциала.